• 한국정밀공학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.118-125
• /
• 2007

In this study, we analyzed the plantar shear stress and normal pressure in lateral heel diabetic foot patients during walking by using in-shoe local shear stress and plantar pressure measurement systems. The shear force transducer based on the magnetic-resistive principle, was a rigid 3-layer circular disc. Shear transducers were mounted on the locations of four metatarsal heads and heel in the insole. Twelve normal subjects and three diabetic foot patients with diabetic neuropathy in the lateral heel participated in this study. The center of pressure in lateral heel diabetic foot patients moved more medially and directed toward the first, medial to the second metatarsal heads, and the hallux during late stance, making pressure at the medial heel and the second metatarsal head significantly larger than in the normal. Shear stress at the heel changed significantly in early stance and the magnitude of shear stresses in each metatarsal head also changed. Further studies would be very helpful to design foot orthoses in patients with diabetic neuropathy or other diseases.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
• /
• 대한산업공학회/한국경영과학회 2006년도 춘계공동학술대회 논문집
• /
• pp.208-213
• /
• 2006

경사진 안창은 안창의 경사로 발의 자세를 교정함으로써 하지 통증을 완화시키는 데 사용되는 보조치료기구로 내측 경사진 안창(MWI: medially wedged insole)과 외측 경사진 안창(LWI: laterlly wedged insole)으로 나뉜다. 본 연구는 내/외측 경사진 안창이 족부압력에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고자 한다. 분석변수는 압력중심(COP: center of pressure)의 궤적 변화, 발바닥 내 세 개 구획에 상대적으로 작용하는 수직 힘(RVF: relative vertical force) 그리고 여덟 개 해부학적 지점의 압력이다. 경사진 안창의 경사조건은 내/외측 각각 $5^{\circ},\;8^{\circ},\;15^{\circ}$이며, 경사가 없는 안창을 포함해 총 일곱 가지 안창이 실험에 사용되었다. 실험참여자로는 20대 성인 남성 10명이 참여하였다. 실험결과 앞발 누름기에서 MWI와 LWI는 모두 COP를 내측으로 이동시키고 외측 압력을 감소시켰다. 뒤축 접지기에서 MWI는 COP를 내측으로 이동 시키고 내측압력을 증가시키는 반면, LWI는 COP를 외측으로 이동시키고 외측압력을 증가시켰다. 그리고 RVF 분석결과 MWI와 LWI는 모두 앞발 부위 힘의 크기를 감소시켰고, LWI만이 발 뒤축 부위 힘의 크기를 증가시켰다.

• 감성과학
• /
• 제6권4호
• /
• pp.25-32
• /
• 2003

본 논문은 "풋 스캐너"와 "족압분석 시스템"을 이용하여 획득한 측정 데이터에서 새로운 보행분석 평가 방법을 제안하였다. 기존의 많은 연구자들에 의해서 보행시 발바닥의 육안적 검사와 압력분포의 분석 방법이 많이 논의되었다. 또한 연구자들은 압력곡선, 압력중심 궤적과 압력중심에서의 속도에 관해서 관심을 가져왔다. 그러나 이런 실험결과들은 실험환경과 피험자의 조건에 의해 의존된다. 결론적으로 우리는 이런 문제를 해결하기 위해 특별한 에너지 변수 등을 고려해야만 한다. 운동 에너지와 충격량 변수는 보행 분석에 활용될 수 있으며, 본 논문의 결과는 8명의 피험자들의 실험을 통하여 새로운 변수의 유용성을 확인하였다. 새로운 변수의 유용성을 확인하였다.

• 한국자연치유학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.39-50
• /
• 2022

개요: 새로 개발한 혹달린신발의 기능성에 대한 조사는 필수적이라 조사하였다. 목적: 본 연구는 혹달린신발을 착용하였을 때 체형이나 신체 균형이 어떻게 변화하는지를 탐구하는 것이 목적이었다. 방법: 9명의 대상자에게 혹달린신발을 신고 한 달간 다닌 후에 나타난 결과를 분석하였다. 결과: 혹달린신발은 깔창에는 다양한 작은 공기주머니를 만들어서 발바닥을 자극하여 신체 변화를 유도하였다. 특별히 발 아치 중앙부위에 크게 혹을 내외에 만들어서 발의 아치 부분을 자극하게 되어있었다. 혹달린신발을 신고 30일간 활용한 후에 혈당은 평균 31.1 mg이 저하 되었다. 저하 범위는 5~120 mg이었다. 1명은 혈색소가 7.5%에서 6.5% 가 감소하였다. 신체 균형도는 툭 치는(tap) 검사에서 맨발 상태에서 균형상태가 오른쪽으로 기우는 대상자는 7명, 왼쪽으로 기우는 대상자는 2명이었다. 그러나 혹달린신발을 신은 후의 검사에서는 모두 균형을 유지하였으며, 다리와 몸이 튼튼해진 느낌이라고 하였다. 혹달린신발을 신은 후의 착화감과 균형감은 모두가 안정적이라 하였고, 신은 후에 다리와 몸에 균형감이 높게 나타났다. 왼쪽이 짧은 대상자는 2명, 오른쪽이 짧은 대상자는 4명이었다. 상체 기울기 방지 지지대는 대상자에 따라서 다양했다. 발바닥의 균형이 전체적인 자세에 바로 영향이 있다고 본다. 발바닥 지문 평가에서는 발바닥 어깨선의 흐름이 고르지 못하였으나 호전되었다. 발허리 족궁 부위가 좁았던 것이 약간 넓어졌고, 발의 족저압력이 사후에는 고르게 분포되었고, 골반이 틀어지어 생긴 허리에 통증이 개선되었다고 평가한다. 결론: 혈당이 감소하였다. 그리고 변형되었던 체형이 혹달린신발이 족궁 부위를 받쳐 주면서 균형이 잡히어 원상태로 전환되었고, 이로 인해서 다리와 몸에 활력을 느낄 수가 있었다. 발바닥의 균형이 전체적인 자세에 바로 영향이 미친다는 것을 인지할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.439-446
• /
• 1997

증가하고 있는 주요 족부질환인 엄지발가락외반증의 특성을 이해하기 위하여 본 연구를 수행하였다.23명의 엄지발가락외반증 환자들에 관한 방사선학적 연구와 함께 자유보행시의 족저압력분포를 측정하였다. 또한 본 연구에서는 족저압력 분포를 상세히 분석하기 위한 해부학적으로 적절한 구역설정을 제시하였다. 족저압력분포를 측정한 결과, 엄지발가락외반증이 심한 환자일수록 중족골 부위의 압력, 접촉면 적과 시간, 충격량 등이 현저하게 증가함을 알 수 있었다. 엄지발가락외반증은 신발의 선정이 잘못됨에 의하는 경우가 적지 않았다. 족저압력집중은 족부질환에 있어서 매우 중요하므로, 신발의 설계에 있어서 적절한 족저압력분포를 고려하여야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.150-157
• /
• 2019

본 연구의 목적은 장딴지근 길이가 동적 균형과 발의 앞뒤 압력분포에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 것이다. 연구기간은 2018년 12월 3일부터 21일까지로 30명의 연구대상자를 장딴지근 길이 검사를 통해 장딴지근의 정상길이를 가진 대조군과 장딴지근 길이의 단축이 있는 실험군으로 분류하였다. 동적 균형과 발의 앞뒤 압력분포는 Biorescue장비를 사용하여 평가하였으며 동적 균형을 평가하기 위해 앞쪽과 뒤쪽 방향의 안정성 한계를 데이터로 수집하였다. 군간 동적 균형과 발의 앞뒤 압력분포에 유의한 차이가 있는지 알아보기 위하여 독립 t 검정을 이용하여 분석하였고, 통계학적 유의수준은 0.05로 하였다. 연구 결과 군간 동적 균형과 발의 앞뒤 압력분포는 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 이러한 연구 결과를 통해 장딴지근 길이의 단축은 앞쪽으로 동적 균형 및 발의 앞쪽 압력 분포에 영향을 미친다는 것을 제안하고 그러므로 근골격계 질환 예방과 정상적인 균형능력을 위해 장딴지근의 적절한 길이를 유지하는 것은 중요하다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.771-782
• /
• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

• 한국체육학회지인문사회과학편
• /
• 제58권6호
• /
• pp.449-459
• /
• 2019

이 연구의 목적은 외발서기 동작 시 취득한 운동역학데이터로부터 주파수분석의 기법을 통하여 인체 운동명령신호가 어떻게 자세조절 과정에 영향을 미치는지를 규명하는 자세역학의 토대연구이다. 이를 위하여 체조경력 10년 이상의 운동신경이 우수한 국가대표상비군(n=6)과 일반인(n=6)을 대상으로 발바닥 압력중심점(CoP)의 궤적데이터를 FFT신호처리기법에 의한 저주파대역Rambling (RM)과 고주파대역 Trembling (TR)의 주파수분석을 탐색하였다. 본 연구결과에 따르면 눈뜨고 외발서기와 눈감고 외발서기 동작을 중심으로 두 집단 간 자세조절능력의 안정화지수 평가에서 독립표본 t검증에서 유의한 차이가 나타났으며(p<.05), 이러한 차이는 저주파대역 RM의 주요주파수 f1과 고주파대역 TR의 주요 주파수 f2의 최대진폭의 출력 차이로 밝혀졌다(p<.05). 특히 자세송환피드백에 관여하는 고유주파수인 저주파수대역에서는 주요주파수가 8-9 Hz 대역에서 뇌지시 하 안정적 자세조절의 운동기전을 행하는 운동명령으로 확인하였으며, 120-135 Hz의 고주파수대역에서는 자세 흔들림을 최소화하기 위한 반사적 근반응의 적응성을 보이는 것으로 연구되었다. 자세조절의 중추신경계 운동조절에 관여하는 고유주파수와 최대진폭에서 유의한 차이가 발견됨으로서 외발서기 시 발바닥 압력조절에 의한 신호파형의 운동명령이 자세조절에 영향을 미치는 것으로 해석되었다.

• 디자인학연구
• /
• 제14권3호
• /
• pp.211-220
• /
• 2001

노인의 일반적 보행특성은 대학생들과는 달리 보행속도가 느려지며 보폭의 길이나 보행주기 또한 감소한다. 그럼에도 불구하고, 노인신발제작을 위한 보행특성분석에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 압력분포기를 이용하여 노인의 보행시 발바닥에 걸리는 압력을 대학생과 비교하였고, 그 특성을 고찰하였다. 분석결과 노인은 보행시 지면접촉시간이 길고, 보행시 발전체면적에 걸리는 최대 힘은 대학생에 비해 남자노인의 경우 1.12배, 여자노인의 경우 1.20배 정도 많이 걸린다. 노인의 지면 접촉시간은 중족골 아치부분에서 접촉시간이 길다 이러한 분석의 결과를 토대로 노인신발의 디자인시 고려해야할 설계지침을 제시하였다. 본 연구는 인간공학적 노인신발을 디자인 하는데 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.213-221
• /
• 2005

An insole type local shear force measurement system was developed and local shear stresses in the foot were measured during level walking. The shear force transducer based on the magneto-resistive principle, was a rigid 3-layer circular disc. Sensor calibrations with a specially designed calibration device showed that it provided relatively linear sensor outputs. Shear transducers were mounted on the locations of four metatarsal heads and heel in the insole. Sensor outputs were amplified, decorded in the bluetooth transmission part and then transferred to PC. In order to evaluate the developed system, both shear and plantar pressure measurements, synchronized with the three-dimensional motion analysis system, were performed on twelve young healthy male subjects, walking at their comfortable speeds. The maximum peak pressure during gait was 5.00kPa/B.W at the heel. The time when large local shear stresses were acted correlated well with the time of fast COP movements. The anteroposterior shear was dominant near the COP trajectory, but the mediolateral shear was noted away from the COP trajectory. The vector sum of shear stresses revealed a strong correlation with COP movement velocity. The present study will be helpful to select the material and to design of foot orthoses and orthopedic shoes for diabetic neuropathy or Hansen disease.